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O que é o ensaio de moldes?

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imagem em destaque do ensaio de moldes

Após a conclusão de um molde de injeção, este entra diretamente em produção? A resposta é, obviamente, não, porque existe um passo crucial - o ensaio do molde. Antes da moldagem por injeção de um novo molde ou quando uma máquina passa a produzir outros moldes, o ensaio do molde é uma parte essencial. A qualidade dos resultados do ensaio do molde terá um impacto direto na fluidez da produção subsequente.

O que é um ensaio de moldes?

Simplificando, um ensaio de molde é a etapa de teste de moldagem por injeção realizada no processo de desenvolvimento e fabrico do produto após a conclusão do molde, mas antes da produção em massa.

Most defects in molded products are caused during the plasticizing and injection stages, but sometimes they are also related to improper mold design. Possible influencing factors include: the number of cavities, the design of the cold/hot runner system, the type, position, and size of the gate, and the structure of the product itself. Therefore, to avoid product defects caused by mold design, we need to analyze the mold design and process parameters when making the mold.

A conceção incorrecta do molde provoca frequentemente defeitos no produto final. Por conseguinte, antes de modificar o molde, é normalmente realizado um ensaio e uma avaliação do molde para otimizar a conceção do molde e os parâmetros do processo. Desta forma, evitam-se erros desnecessários, obtém-se o dobro do resultado com metade do esforço e cumprem-se os requisitos de alta qualidade da produção em massa.

Porque é que precisamos de um ensaio de moldes?

É impossível avaliar a qualidade da conceção e do fabrico de moldes de plástico a olho nu. Geralmente, um molde não é utilizado imediatamente como produto final porque pode apresentar defeitos após a produção. Estes defeitos não podem ser totalmente evitados antes do fabrico, e podem surgir problemas durante o fabrico que não foram detectados anteriormente. Por conseguinte, é necessário um ensaio do molde, seguido de análise, avaliação e otimização das amostras de ensaio para cumprir os requisitos de alta qualidade.

Depois de obter os resultados do ensaio do molde, o operador normalmente precisa de avaliar o molde para evitar custos e tempo desnecessários durante a modificação. Na maioria dos casos, esta avaliação também inclui a definição dos parâmetros do processo da máquina. Ou seja, para compensar as deficiências no projeto do molde, o operador pode, sem saber, definir parâmetros incorretos. Neste caso, a operação de produção do equipamento não é normal porque a gama de definições dos parâmetros necessários para produtos qualificados é muito estreita. Qualquer ligeiro desvio nas definições pode fazer com que a qualidade do produto final fique muito fora do intervalo de erro admissível. O custo de produção real resultante desta situação é frequentemente muito mais elevado do que o custo da otimização prévia do molde.

O objetivo do ensaio do molde é encontrar parâmetros de processo e conceção do molde optimizados. Isto assegura um ambiente de produção em massa estável e contínuo, mesmo que factores como o material, as definições da máquina ou o ambiente mudem, em vez de se limitar a produzir uma boa amostra. Isto é crucial.

Passos básicos para um ensaio de moldes

1. Definir a temperatura do tambor.

The initial barrel temperature setting must follow the material supplier’s recommendation because different suppliers and different grades of the same material may have considerable differences. The supplier often has an in-depth understanding of their material. Users can follow their recommendations for basic settings, then fine-tune based on actual production conditions.

Additionally, a detector should be used to measure the actual melt temperature because the set barrel temperature often differs from the melt temperature due to environmental factors, temperature sensor type, and depth. Sometimes, due to oil contamination or other reasons, the actual melt temperature and set barrel temperature differ greatly.

2. Definir a temperatura do molde.

Similarly, the initial mold temperature setting must follow the material supplier’s recommended value. The mold temperature refers to the temperature of the mold cavity surface, not the temperature displayed on the mold temperature controller. Often, due to environmental factors and incorrect power selection of the mold temperature controller, the temperature displayed on the controller doesn’t match the cavity surface temperature. Therefore, before the mold trial, the cavity surface temperature must be measured and recorded. Additionally, the temperature at different positions inside the mold cavity should be measured to check if they are balanced and record the results for future mold optimization reference

3. Definir parâmetros

Definir preliminarmente parâmetros como volume de plastificação, limite de pressão de injeção, velocidade de injeção, tempo de arrefecimento e velocidade do parafuso com base na experiência e optimizá-los adequadamente.

4. Ensaio de enchimento no ensaio do molde

Efetuar um teste de enchimento para encontrar o ponto de comutação. O ponto de comutação refere-se ao ponto em que a fase de injeção muda para a fase de retenção. Pode ser baseado na posição do parafuso, no tempo de enchimento ou na pressão de enchimento. Este é um dos parâmetros mais importantes e fundamentais no processo de moldagem por injeção. Durante o teste de enchimento, siga estes pontos:

5. Determinar o limite da pressão de injeção

Durante este processo, é necessário observar a relação entre a pressão de injeção e a velocidade. Nos sistemas hidráulicos, a pressão e a velocidade estão inter-relacionadas, pelo que estes parâmetros não podem ser regulados simultaneamente para satisfazer as condições pretendidas. A pressão de injeção definida no ecrã é o limite para a pressão de injeção real, pelo que o limite deve ser sempre superior à pressão real. Se o limite for definido demasiado baixo, fazendo com que a pressão real se aproxime ou ultrapasse o limite, a velocidade de injeção diminuirá automaticamente devido a restrições de potência, afectando o tempo de injeção e o tempo de ciclo.

6. Otimizar a velocidade de injeção

A velocidade de injeção deve minimizar o tempo de enchimento e a pressão de enchimento simultaneamente. Durante este processo, ter em atenção:

  • A maioria dos defeitos de superfície, especialmente perto da porta, deve-se à velocidade de injeção.
  • A injeção em várias fases é utilizada apenas quando a injeção simples não consegue satisfazer as necessidades do processo, especialmente durante os ensaios de moldes.
  • Quando o molde está intacto, o ponto de comutação está corretamente definido e a velocidade de injeção é suficiente, a velocidade de injeção não está diretamente relacionada com a formação de flash.

7. Otimizar o tempo de espera

The holding time is the gate solidification time. Generally, it can be determined by weighing, setting different holding times, and finding the time when the product weight is maximized.

8. Otimizar outros parâmetros

Otimizar outros parâmetros como a pressão de retenção e a força de aperto.

Finalmente, o objetivo e o foco de um ensaio de molde são otimizar o molde e o processo para cumprir os requisitos de produção em massa, e não apenas testar uma boa amostra de produto.

Questões comuns em ensaios de moldes

1. Aderência ao molde no sprue:

Soluções, por ordem:

  • Polir a espora.
  • Alinhe o bocal com o centro do molde.
  • Temperatura do molde mais baixa.
  • Reduzir o tempo de injeção.
  • Aumentar o tempo de arrefecimento.
  • Verificar o aquecedor de bicos.
  • Polir a superfície do molde.
  • Verificar a existência de contaminação do material.

2. Difícil ejeção da peça:

Soluções, por ordem:

  • Reduzir a pressão de injeção.
  • Reduzir o tempo de injeção.
  • Aumentar o tempo de arrefecimento.
  • Temperatura do molde mais baixa.
  • Polir a superfície do molde.
  • Increase draft angle.
  • Reduce clearance at inserts.

3. Fraca estabilidade dimensional:

Soluções, por ordem:

  • Alterar a temperatura do barril.
  • Aumentar o tempo de injeção.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Ajustar a contrapressão do parafuso.
  • Aumentar a temperatura do molde.
  • Temperatura do molde mais baixa.
  • Ajustar a quantidade de alimentação.
  • Reduzir o rácio de trituração.

4. Histórias:

Soluções, por ordem:

  • Ajustar a quantidade de alimentação.
  • Aumentar a temperatura do molde.
  • Aumentar o tempo de injeção.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Aumentar a temperatura de fusão.
  • Aumentar a velocidade de injeção.
  • Aumentar o tamanho da corrediça e do portão.

5. Deformação e empeno:

Soluções, por ordem:

  • Temperatura do molde mais baixa.
  • Temperatura de fusão mais baixa.
  • Aumentar o tempo de arrefecimento.
  • Reduzir a velocidade de injeção.
  • Pressão de injeção mais baixa.
  • Aumentar a contrapressão do parafuso.
  • Reduzir o tempo de injeção.

6. Delaminação:

Soluções, por ordem:

  • Verificar o tipo e a qualidade do plástico.
  • Verificar a existência de contaminação do material.
  • Aumentar a temperatura do molde.
  • Material seco.
  • Aumentar a temperatura de fusão.
  • Velocidade de injeção inferior.
  • Reduzir o comprimento do portão.
  • Reduzir a pressão de injeção.
  • Mudar a posição do portão.
  • Utilizar um bocal com orifício grande.

7. Raias prateadas:

Soluções, por ordem:

  • Temperatura de fusão mais baixa.
  • Material seco.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Aumentar o tamanho do portão.
  • Verificar o tipo e a qualidade do plástico.
  • Verificar a existência de contaminação do material.

8. Brilho deficiente da superfície:

Soluções, por ordem:

  • Material seco.
  • Verificar a existência de contaminação do material.
  • Aumentar a temperatura de fusão.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Aumentar a temperatura do molde.
  • Polir a superfície do molde.
  • Aumentar o tamanho da corrediça e do portão.

9. Marcas de afundamento:

Soluções, por ordem:

  • Ajustar a quantidade de alimentação.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Aumentar o tempo de injeção.
  • Menor velocidade de fusão.
  • Temperatura do molde mais baixa.
  • Aumentar a ventilação.
  • Aumentar o tamanho da corrediça e do portão.
  • Reduzir o comprimento do corredor.
  • Mudar a posição do portão.
  • Pressão de injeção mais baixa.
  • Aumentar a contrapressão do parafuso.

10. Bolhas:

Soluções, por ordem:

  • Material seco.
  • Temperatura de fusão mais baixa.
  • Aumentar a pressão de injeção.
  • Aumentar o tempo de injeção.
  • Aumentar a temperatura do molde.
  • Velocidade de injeção inferior.
  • Aumentar a contrapressão do parafuso.

Que consequências terá um grande número de ensaios de moldes?

O número de ensaios de moldes de injeção afecta diretamente a eficiência da produção e a qualidade do produto, pelo que tem de ser controlado de forma flexível de acordo com circunstâncias específicas. Geralmente, cerca de 3-5 ensaios são adequados, mas por vezes são necessários mais ensaios para garantir a qualidade do produto.

Além disso, o número de ensaios é também influenciado pelos seguintes factores:

  1. Qualidade do molde: Os moldes de alta qualidade com maior precisão, resistência e durabilidade requerem menos ensaios.
  2. Processo de Moldagem por Injeção: Os parâmetros adequados do processo de moldagem por injeção podem melhorar a eficiência dos ensaios e reduzir o número de ensaios.
  3. Requisitos do produto: Produtos diferentes têm requisitos de moldagem diferentes, pelo que os ensaios devem ser efectuados em conformidade.

Although the process parameters and mold design of injection molds can be optimized, the production cost of injection molds will also increase. If it is found after mold trials that the injection mold structure is unreasonable, improvements are needed, which undoubtedly exceed the budget. For example, some injection molds are well-designed, but there are still cases where the process is not in place. When the optimal molding process and injection mold model are not selected during the trial, the mold may perform well, but the resulting products may not be satisfactory. Also, situations where the physical properties of the plastic and shrinkage rates are not fully understood are common. It’s frustrating that many situations are unsatisfactory, and sometimes even the injection molds need to be scrapped and redone.

Como reduzir o número de ensaios de bolor?

O número de ensaios de moldes para um conjunto de moldes depende de vários factores:

  1. Se a otimização estrutural dos produtos do cliente é perfeita.
  2. Se a avaliação dos desenhos do molde é exaustiva.
  3. Se a disposição da tecnologia de processamento das peças do molde é razoável.
  4. Se o controlo do processo durante o processamento do molde é adequado.
  5. Se os ensaios científicos são eficazes.
  6. Se o plano de melhoria para as questões do ensaio é estritamente eficaz.

Conclusão

Em resumo, os ensaios de moldes são uma parte indispensável do serviços de fabrico de moldes e serviços de moldagem por injeção. Assuming there are no significant design changes from the customer, the fewer trials required to achieve high precision and perfect injection molds, in some sense, can also be considered as an indirect proof of the mold manufacturer’s manufacturing capabilities.

Se necessitar de uma produção rápida de moldes ou produtos moldados por injeção de alta qualidade, não hesite em contactar-nos. contactar a equipa FirstMold.

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